谢依提水库一期截流及围堰施工技术简述

张维利

（山西省水利建筑工程局，山西 太原 030006）

1 工程概况

谢依提水库是一座拦河式水库，工程规模为小（一）型水库，工程等别为Ⅳ等，主要建筑物为4级，次要建筑物为5级，承担着谢依提村667 hm2耕地枯水季节灌溉调节任务。

谢依提河是一条山溪性常流水河流，河床结构疏散，透水性强，河水和地下水转换较为频繁。谢依提渠首在谢依提河出山口上游5 km处，距谢依提水库上游10 km，设计年引水量522.3万m3。水库入库断面多年平均年输砂总量14.376万t。

2 导流规划

2.1 导流方式

本枢纽工程采用分期导流方式，共分两期导流。一期围堰主要围护右岸厂房、右侧8.5孔泄水闸基坑，利用左侧束窄后河床导流，围堰填筑料主要为厂区及进场路开挖的混合料和土料场的纯黏土料。

2.2 导流标准及要求

根据《水电水利工程施工导流设计导则》，工程相应临时建筑物为5级，其导流标准洪水重现期为10~5年（土石围堰），本工程采用5年一遇洪水重现期标准。导流时段自2010年11月至2011年3月。采用枯水期围堰型式，一期围堰导流标准为5年一遇，11月至次年3月时段洪峰流量为2870m3/s。

3 施工期导截流设计

3.1 一期围堰截流设计

一期围堰计划截流时间为2010年9月28日—10月31日。根据《水电水利工程施工导流设计导则》规定，截流标准采用5年一遇月平均流量，相应设计流量300m3/s。

根据内插法计算，相应坝轴线部位河床水位为103.14m，河床底部最深处高程为101.15m，最大水深为1.99m。束窄河床后河床宽约96m。一期截流河床束窄度达到69%，河床水力计算可近似为明渠均匀流计算。通过均匀流正常水深计算公式，迭代2次后，可得正常水深为2.05m，则截流后束窄河床段水位为103.55m。根据计算结果，一期围堰截流戗堤高程初步定为104.05m高程，二期围堰截流戗堤高程初步定为104.43m高程，一期截流后束窄河床流速为1.52m/s。

根据以上计算可知，一期截流进占时段，水流速度较小，不需要准备截流特殊材料，以混合料及纯黏土料为主。

3.2 一期围堰设计

一期围堰为枯水期围堰，洪峰流量为2870m3/s，相应坝址区水位为107.56m。

当洪水流量为2870m3/s时，水位高程为107.56m，根据设计规范中围堰的安全超高及束窄河床后水位壅高等因素，确定一期上游横向围堰堰顶高程为110.26m，一期下游横向围堰堰顶高程为108.06m。

一期上游围堰为黏土心墙土石混合料碾压填筑围堰，戗堤与堰体结合。堰顶高程110.26m，轴线长281.46m，设计为枯水期挡水围堰，迎水面坡比1∶2.0，背水面坡比1∶1.5，最大堰高8.76m，堰顶宽4.0m；围堰采用单戗堤进占，戗堤顶高程104.05m，上下游坡比均为1∶1.5，顶宽9.0m，戗堤轴线布置在上游横向围堰轴线上游，戗堤的防渗结构为高压摆喷防渗墙，防渗墙顶高103.65m，堰基覆盖层厚5.8～8.6m，设计高喷墙深入河床基岩0.5m，初拟布设一排，孔距1.3m。

一期下游围堰为黏土心墙土石混合料碾压填筑围堰，戗堤与堰体结合。堰顶高程108.06m，轴线长197.82m，设计为枯水期挡水围堰，迎水面坡比1∶2.0，背水面坡比1∶1.5，最大堰高6.56m，堰顶宽4.0m；围堰采用单戗堤进占，戗堤顶高程103.67m，上下游坡比均为1∶1.5，顶宽7.0m，戗堤轴线布置在下游横向围堰轴线下游，戗堤的防渗结构为高压摆喷防渗墙，防渗墙顶高103.65m，堰基覆盖层厚3.7～4.5m，设计高喷墙深入河床基岩0.5m，初拟布设一排，孔距1.3m。

一期纵向围堰为黏土心墙土石混合料碾压填筑围堰，戗堤与堰体结合。上游堰顶高程110.26m，下游堰顶高程105.06m，轴线长473.54m，设计为枯水期挡水围堰，迎水面坡比 1∶2.0，背水面坡比 1∶1.5，最大堰高8.76m，堰顶宽4.0m；围堰采用单戗堤进占，上游戗堤顶高程104.05m，下游戗堤顶高程103.67m，戗堤上下游坡比均为1∶1.5，上游顶宽9.0m，下游顶宽7.0m，戗堤轴线布置在一期纵向横向围堰轴线右侧，戗堤防渗结构为高压摆喷防渗墙，防渗墙顶高程103.65m，堰基覆盖层厚5.8～8.6m，设计高喷墙深入河床基岩0.5m，初拟布设一排，孔距1.3m。考虑到施工期通航以及填筑纵向围堰时砂土料流失情况，在纵向围堰填筑时，外坡脚利用大块石预先填筑一道块石围堰，围堰顶高程与截流戗堤顶高程一致，顶宽2m，坡比均为1∶1。围堰迎水面采用1m厚块石护坡，上游纵向围堰护坡顶高程109.86m，下游107.66m。

4 一期土石围堰施工

4.1 截流施工

根据截流设计，截流时段流速不大，一期土石围堰不需要准备截流用特殊材料，考虑到施工工期及施工工序，本工程一期上下游围堰截流时先填筑截流戗堤，随后按照围堰体型填筑黏土心墙与戗堤的加宽培厚，形成围堰防渗施工平台。

一期围堰截流戗堤高程初步定为104.05m。截流时采用单戗堤单向进占，考虑到高压摆喷施工，戗堤进占时土料先行10m。

4.2 土石围堰施工

土石围堰施工主要包括土石料防渗平台填筑、高压摆喷防渗墙施工、土石堰体填筑及迎水面护坡。戗堤高程以下部分填筑采用土石混合料，分为水上部分填筑和水下部分填筑两部分。

水下部分填筑采用倾填的施工方式，利用CAT330反铲和ZL50装载机挖装，20 t自卸汽车运抵堤面抛填，TY220推土机推平碾压。围堰防渗平台填筑完成后，进行高压摆喷防渗墙施工。

水上部分堰体填筑指防渗墙施工平台以上部分填筑。水上部分填筑自下而上分层碾压，土石料采用基坑开挖料直接上堰，由右岸向左岸串联式卸料，TY220推土机推平、摊铺，铺料厚度为50 cm，大面用SD-150D自行式振动碾碾压，碾压遍数根据现场密实度试验确定，边角部位采用BW-75S手扶式振动碾碾压。水上部分每填筑3m层厚，内外侧坡面按设计坡比用反铲进行初次修坡，修坡完成后，进行下填筑层填筑，直至达到设计高程。

黏土填筑前用反铲进行防渗槽开挖，并将块石进行清理，避免产生砾石集中而形成土体架空的现象。心墙铺料厚度拟定为30 cm，心墙土料的压实设备采用凸块振动碾，激振力大于300 kN，碾压遍数暂定为4遍。压实干密度符合设计要求。铺料应及时，宜采用定点测量方式，严格控制铺土厚度，不得超厚。心墙的每一填土层按规定参数施工完毕，并经监理人检查合格后才能继续铺筑上一层。在继续铺筑上层新土前，应对表土层进行含水量调整的处理，以免形成土层间结合不良的现象。压实土体严禁出现漏压虚土层、干松土、弹簧土、剪力破坏和光面等不良现象。监理人检查认为不合格时，必须返工挖出不合格料，并运出指定弃渣场。心墙铺土面应尽量平起，以免造成过多的接缝。若由于施工需要进行分区填筑时，其横向接缝坡度不得陡于1∶3。在接合的坡面上应配合填筑的上升速度，将表面松土铲除至已压实合格的土层为止；坡面经刨毛处理，并使含水量控制在规定的范围内，然后继续铺填新土进行压实；杜绝在心墙设留纵缝。为保持填筑料正常的填筑含水量，土料填筑日降雨量大于5 mm时，停止填筑。当风力或日照较强时，按监理人的指示，在填筑面上进行洒水润湿，以保持合适的含水量。

迎水面块石护坡跟随堰体填筑进行，在堰体填筑出水后，采用CAT330反铲修坡，接着进行迎水面的块石防护，水下块石防护采用20 t自卸汽车倾填，CAT330反铲刮平修坡。水上部分块石防护，在砂石堰体每填筑3m层厚时，外侧坡面按设计坡比用反铲进行修坡，修坡完成后，采用20 t自卸汽车拉运块石至堰面卸料，TY220推土机推料倾填，CAT330反铲刮平、夯实、修坡，局部人工配合修平。护面跟随填筑层填筑，直至达到围堰设计高程。